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在ANSI C的任何⼀种实现中#xff0c;存在两个不同的环境。 第1种是翻译环境#xff0c;在这个环境中源代码被转换为可执⾏的机器指令#xff08;⼆进制指令#xff09;。 第2种是执⾏环境#xff0c;它⽤于实际执⾏代码。 2. 编译环境 那翻译环境…1. 翻译环境和运行环境
在ANSI C的任何⼀种实现中存在两个不同的环境。 第1种是翻译环境在这个环境中源代码被转换为可执⾏的机器指令⼆进制指令。 第2种是执⾏环境它⽤于实际执⾏代码。 2. 编译环境 那翻译环境是怎么将源代码转换为可执⾏的机器指令的呢这⾥我们就得展开开讲解⼀下翻译环境所做的事情。 其实翻译环境是由编译和链接两个⼤的过程组成的⽽编译⼜可以分解成预处理有些书也叫预编译、编译、汇编三个过程。 ⼀个C语⾔的项⽬中可能有多个 .c ⽂件⼀起构建那多个 .c ⽂件如何⽣成可执⾏程序呢 • 多个.c⽂件单独经过编译器编译处理⽣成对应的⽬标⽂件。 • 注在Windows环境下的⽬标⽂件的后缀是 .obj Linux环境下⽬标⽂件的后缀是 .o • 多个⽬标⽂件和链接库⼀起经过链接器处理⽣成最终的可执⾏程序。 • 链接库是指运⾏时库(它是⽀持程序运⾏的基本函数集合)或者第三⽅库。 如果再把编译器展开成3个过程那就变成了下⾯的过程 2.1 预处理预编译 在预处理阶段源⽂件和头⽂件会被处理成为.i为后缀的⽂件。 在 gcc 环境下想观察⼀下对 test.c ⽂件预处理后的.i⽂件命令如下 gcc -E test.c -o test.i 预处理阶段主要处理那些源⽂件中#开始的预编译指令。⽐如#include,#define处理的规则如下 • 将所有的 #define 删除并展开所有的宏定义。 • 处理所有的条件编译指令如 #if 、 #ifdef 、 #elif 、 #else 、 #endif 。 • 处理#include 预编译指令将包含的头⽂件的内容插⼊到该预编译指令的位置。这个过程是递归进⾏的也就是说被包含的头⽂件也可能包含其他⽂件。 • 删除所有的注释 • 添加⾏号和⽂件名标识⽅便后续编译器⽣成调试信息等。 • 或保留所有的#pragma的编译器指令编译器后续会使⽤。 经过预处理后的.i⽂件中不再包含宏定义因为宏已经被展开。并且包含的头⽂件都被插⼊到.i⽂件中。所以当我们⽆法知道宏定义或者头⽂件是否包含正确的时候可以查看预处理后的.i⽂件来确认。 2.2 编译 编译过程就是将预处理后的⽂件进⾏⼀系列的词法分析、语法分析、语义分析及优化⽣成相应的汇编代码⽂件。 编译过程的命令如下 gcc -S test.i -o test.s 对下⾯代码进⾏编译的时候会怎么做呢假设有下⾯的代码 array[index] (index4)*(26); 2.2.1 词法分析 将源代码程序被输⼊扫描器扫描器的任务就是简单的进⾏词法分析把代码中的字符分割成⼀系 列的记号关键字、标识符、字⾯量、特殊字符等。 上⾯程序进⾏词法分析后得到了16个记号 2.2.2 语法分析 接下来语法分析器将对扫描产⽣的记号进⾏语法分析从⽽产⽣语法树。这些语法树是以表达式为节点的树。 2.2.3 语义分析 由语义分析器来完成语义分析即对表达式的语法层⾯分析。编译器所能做的分析是语义的静态分 析。静态语义分析通常包括声明和类型的匹配类型的转换等。这个阶段会报告错误的语法信息。 2.3 汇编 汇编器是将汇编代码转转变成机器可执⾏的指令每⼀个汇编语句⼏乎都对应⼀条机器指令。就是根据汇编指令和机器指令的对照表⼀⼀的进⾏翻译也不做指令优化。 汇编的命令如下 gcc -c test.s -o test.o 2.4 链接 链接是⼀个复杂的过程链接的时候需要把⼀堆⽂件链接在⼀起才⽣成可执⾏程序。 链接过程主要包括地址和空间分配符号决议和重定位等这些步骤。 链接解决的是⼀个项⽬中多⽂件、多模块之间互相调⽤的问题。 ⽐如 在⼀个C的项⽬中有2个.c⽂件 test.c 和 add.c 代码如下 3. 运⾏环境 1. 程序必须载⼊内存中。在有操作系统的环境中⼀般这个由操作系统完成。在独⽴的环境中程序的载⼊必须由⼿⼯安排也可能是通过可执⾏代码置⼊只读内存来完成。 2. 程序的执⾏便开始。接着便调⽤main函数。 3. 开始执⾏程序代码。这个时候程序将使⽤⼀个运⾏时堆栈stack存储函数的局部变量和返回地址。程序同时也可以使⽤静态static内存存储于静态内存中的变量在程序的整个执⾏过程⼀直保留他们的值。 4. 终⽌程序。正常终⽌main函数也有可能是意外终⽌。
